JP3970964B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク滴を飛翔させて、記録紙等の記録媒体上にインク像を形成するインクジェット記録装置のメンテステーションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタはインクジェットヘッドの複数のノズルからインクを方向、液滴径、吐出速度を一定に保ちながら吐出させることにより良好な印字品質を得ることができるプリンタである。更にインクジェットプリンタはノズルの数とインクの種類を容易に増加できるのでカラー化が進み現在では主流のプリンタになっている。しかし反面、１ノズルでも良好な吐出が出来なくなると良好な印字が出来なくなるといった欠点もある。この欠点を克服するためにインクジェットプリンタには良好な吐出を保証するためのメンテステーションが具備されている。
【０００３】
メンテステーションの役割は印字中や長期保存等様々な要因によりインクジェットヘッドからインクが良好に吐出できなくなったとき、吐出状態を良好な状態に回復させることにより良好な印字を行えるようにする機能を備えたものである。
【０００４】
良好な吐出状態に復帰させるための手段としては特開平３−６１５９３にあるようにワイパーをインクジェットヘッドのノズル面に当接させワイパーとノズル面を相対的に移動させることによりノズル面に付着したインクを取り除くワイピング手段と、吸引ポンプに接続された吸引口と、大気と連通するための弁を装備した大気連通口を具備したメンテキャップをノズル面に押しつけ強制的に吸引することによりノズル内に詰まったゴミをノズル外へ排出することで回復させる吸引手段を組み合わせている。実際のメンテナンスの手順としては図５に示したようにインクジェットヘッド２のノズル１５を覆うようにキャップ２１を当接させた後、大気連通口１０と大気口１３との間にあり連通、不連通を制御できる大気連通弁１１を閉じたまま吸引装置２７によりキャップ２１内を負圧にする事でノズル１５からインク１６を吸引する。キャップ２１内はインク１６で満たされている。次にキャップ２１内に溜まったインク１６を除去するため大気連通弁１１を連通させることにより大気口１３と大気連通口１０を開放状態にする。次に大気連通弁１１を連通した状態で再び吸引装置２７により吸引を行うことでキャップ２１内のインク１６を排出することが出来る。キャップ２１内のインク１６が除去できたら図６に示すようにキャップ２１をノズル１５より分離しワイピングを行いノズル１５近傍に付着した不要なインク１６を取り除くという一連の動作を繰り返している。
【０００５】
従来のインクジェット記録装置に用いられるメンテステーションを用いて吸引回復操作を繰り返し行うと、インク吸引時にキャップに付着した残留インクが、キャップ２１をノズル１５より分離するときに図６に示した破線のように泡を形成してしまう事がある。この泡がついたキャップを用いて再びノズル面に当接すると泡がノズルに接触するので、ノズル内のインクのメニスカスを傷つけ不吐出を発生するといった問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる問題を鑑み良好なメンテナンスを行うことのできるインクジェット記録装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、インクを吐出するためのインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドをキャップから相対的に移動するためのヘッド移動装置と、インクジェットヘッドのノズルを覆うためのキャップと、該キャップをインクジェットヘッドに当接分離するためのキャップ移動装置と、インクを吸引排出することが可能な吸引装置を具備するインクジェット記録装置に於いて、キャップをインクジェットヘッドに当接し、インクジェットヘッド内のインクをキャップを介して吸引装置により吸引した後、吸引したインクで満たされたキャップをインクジェットヘッドから分離し、吸引装置を作動させキャップに残留したインクを排出した後、インクジェットヘッドとキャップとを相対的にインクジェットヘッド移動方向ないしキャップ分離方向に０．１ｍｍ以上の距離を相対移動速度６ｃｍ／ｓｅｃ以上で急速移動させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を基に本発明を更に詳しく説明するが、本発明は以下の構造に限定されるものではない。図１から図３を用いて本発明のインクジェット記録装置の吸引回復動作を説明する。キャップ２１の底部には吸引口４６が設けられている。キャップ２１は、矢印方向に移動することでキャップ２１をインクジェットヘッド２に当接分離ができるキャップ移動装置４５に設置されている。吸引口４６はチューブ等の負圧とインクを伝達あるいは搬送可能なジョイントで吸引装置２７に接続されている。インクジェットヘッド２はインク１６が注入されているノズル３５を紙面垂直方向に複数有している。キャップ２１はこの複数のノズル３５を覆うことが出来るようになっている。メンテナンス動作中にキャップ２１を介してインク１６の吸引を行うときは、キャップ移動装置４５によりキャップ２１をインクジェットヘッド２に当接させる。当接ができたら吸引装置２７により負圧を発生させ、インクジェットヘッド２内のインク１６をキャップ２１を介して吸引する。この状態では、図２に示したようにキャップ２１内はインク１６でほぼ満たされている。吸引が終了したら、大気連通を行うこと無くキャップ２１からキャップ移動装置４５を用いてインクジェットヘッド２から分離する。吸引が終了してからキャップ２１をインクジェットヘッド２から分離するまでの時間は直後でもかまわないが、キャップ２１内の圧力がインクジェットヘッド２内のノズル３５に形成されたインク１６のメニスカスを傷めない程度の圧力に回復するまで待ってから分離することが望ましい。分離する距離ｈは０．１ｍｍから０．８ｍｍ程度が好ましい。分離距離が小さすぎると分離が不十分となり、場合によってはキャップがインクジェットヘッドから完全に分離するまでには至らないことがある。また一方、分離距離が大きすぎると、キャップ内のインクがあふれてインクジェット記録装置を汚してしまうといった不具合を発生する。図３にキャップ２１をインクジェットヘッド２から好ましい状態で分離したときの様子を示す。この状態で放置すると、インクジェットヘッド２内のインク１６には負の圧力がかかっているので、キャップ２１内のインク１６はノズル３５から逆流してしまうので、キャップ２１をインクジェットヘッド２から０．１ｍｍから０．８ｍｍ分離した状態で吸引装置２７を作動させる。この状態で、キャップ２１とインクジェットヘッド２の間にインクが残留し分離できない状態になる事がある。この現象は、複数のヘッドと複数のキャップを１つの吸引装置でつないだときには著しく発生する。次に吸引装置２７の動作中または停止後に、インクジェットヘッド２またはキャップ２１を相対的に離れる方向に移動させることにより、インクジェットヘッド２とキャップ２１を完全に分離することを実現できる。相対的な移動方法としては、インクジェットヘッド２を印字に使用するための移動装置や、キャップ２１をインクジェットヘッド２に当接分離するための移動機構を使用する事ができる。また移動距離は０．１ｍｍ以上移動させる事が好ましい。また移動速度は２０ｃｍ／ｓｅｃ以上の速度が望ましい。移動の方向としては正反対の方向に小量づつ動かす方法でも良く、特にヘッド移動方向に移動させる場合に於いては、左右に振動させる動作を行う事でも効果を得る事が出来る。この場合には、移動速度は一方方向の１／３程度の移動速度で効果を得る事が出来る。キャップを移動させる場合に於いては、キャップを前後させる事により効果を得る事もできるがキャップをインクジェットヘッドから遠ざける方向にバネや重力の力を利用して急速に移動させる方が機構上簡便である。この他、インクジェットヘッドとキャップを同時に移動させる事により効果を得ることも可能で、この場合キャップとインクジェットヘッドそれぞれの移動速度が遅くても、両者の相対速度が所要値に達していれば効果を得る事が出来る。以上はインク吸引直後の様子に付いて説明したが、インクが残留したキャップをインクジェットヘッドに当接したのち分離するだけの方法でも、同様の方法でインクジェットヘッドとキャップを相対的に移動させる事によって良好にキャップをインクジェットヘッドから分離する事が出来る。図４に本発明に用いたインクジェット記録装置を示す。図４において、１はキャリッジであり、インクジェットヘッド２を保持するヘッドホルダー３、インクタンク４、インクジェットヘッド２とインクタンク４を連結する中継部材５、および回路基板７を搭載する。インクジェットヘッド２は異なる色のインクを吐出する複数の吐出口を有している。図示しないキャリッジモーターはタイミングベルト８を介してキャリッジ１を駆動し、ガイドレール９に沿って、図の左右に往復させる。ＦＰＣ３０は図示しない駆動回路と回路基板７を接続する。一方、図示しない紙送りモータは給紙ローラ３１および排紙ローラ１２を駆動し、記録紙３２をプラテン１４上に引き出し、キャリッジの移動方向と直角の方向に移動させる。このように、キャリジ１および記録紙３２を移動させてインクジェットヘッド２の記録紙３２上の位置を二次元的に変えながら、インクジェットヘッド２から、例えば圧電駆動等の公知の手段により記録信号に応じてインクを吐出させることにより、記録紙３２に画像、文字等の記録パターンを記録することができる。上記の記録動作をしていないときに、キャリッジをプラテン１４から外れた左方の領域に移動し、キャップ２１を有する吸引装置２７、およびワイパー３３を有するワイピング手段１８により、前記各ヘッドの回復動作を行う。
【０００９】
（実施例１から３３）
本発明の図１から３に示した回復動作を行えるメンテステーションを具備した図４に示したインクジェット記録装置と、インクとしてカーボンブラック、ペリレン顔料、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料等の色剤と、界面活性剤や高分子分散剤等の各種顔料を分散するための分散剤と、インクの乾燥を抑制するためのグリセリン、ジエチレングリコール等の湿潤効果のある保湿剤と、必要に応じて紙へのインクの浸透を助けるための浸透剤、耐水性を向上させるための樹脂成分とを含有したものを使用し、１００文字の印字、吸引回復動作、ワイピング、１００文字の印字を繰り返し２５００回をキャップとインクジェットヘッドの相対的移動距離がインクジェットヘッドを振動させる事により０．１ｍｍから１．１ｍｍまで０．１ｍｍ毎に、相対移動速度を６ｃｍ／ｓｅｃと１０ｃｍ／ｓｅｃと２０ｃｍ／ｓｅｃでそれぞれ行った。この結果全ての場合で良好な印字を得ることが出来た。
（実施例３４から４４）
本発明の図１から３に示した回復動作を行えるメンテステーションを具備した図４に示したインクジェット記録装置と、インクとしてカーボンブラック、ペリレン顔料、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料等の色剤と、界面活性剤や高分子分散剤等の各種顔料を分散するための分散剤と、インクの乾燥を抑制するためのグリセリン、ジエチレングリコール等の湿潤効果のある保湿剤と、必要に応じて紙へのインクの浸透を助けるための浸透剤、耐水性を向上させるための樹脂成分とを含有したものを使用し、１００文字の印字、吸引回復動作、ワイピング、１００文字の印字を繰り返し２５００回をキャップとインクジェットヘッドの相対的移動距離がインクジェットヘッドまたはキャップを移動させる事により０．１ｍｍから１．１ｍｍまで０．１ｍｍ毎に、相対移動速度を２０ｃｍ／ｓｅｃで行った。この結果全ての場合で良好な印字を得ることが出来た。
【００１０】
（比較例１から３）
キャップとインクジェットヘッドの相対的移動距離が０．０５ｍｍであること以外は実施例１と同様の印字を行ったところ、相対的移動距離が０．０５ｍｍではキャップがインクジェットヘッドから時折完全に分離することが出来なかったため、１００回中７０回しか良好な印字を得る事が出来なかった。
（比較例４から１４）
キャップとインクジェットヘッドの相対的移動速度が３ｃｍ／ｓｅｃであること以外は実施例１と同様の印字を行ったところ、１００回中７０から８０回しか良好な印字を得る事が出来なかった。
【００１１】
（比較例１５）
キャップとインクジェットヘッドを相対的に移動せずに比較例１と同様の印字を実施したところ、１００回中５０回しか良好な印字を得る事が出来なかった。
【００１２】
【発明の効果】
以上の様に本発明によれば吸引回復動作を確実に行えるので信頼性の高いインクジェット記録装置を提供できるようになった。またこの機構を設けても従来の部品類が増加しないので商品の価格を高くする事がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回復動作を説明する図である。
【図２】本発明による回復動作を説明する図である。
【図３】本発明による回復動作を説明する図である。
【図４】インクジェット記録装置を説明するための図である。
【図５】従来の回復動作を説明する図である。
【図６】従来の回復動作を説明する図である。
【符号の説明】
１ キャリッジ
２ インクジェットヘッド
３ ヘッドホルダー
４ インクタンク
５ 中継部材
７ 回路基板
８ タイミングベルト
９ ガイドレール
１０ 大気連通口
１１ 大気連通弁
１２ 排紙ローラ
１３ 大気口
１４ プラテン
１５ ノズル
１６ インク
１８ ワイピング手段
２１ キャップ
２７ 吸引装置
３０ ＦＰＣ
３１ 給紙ローラ
３２ 記録紙
３３ ワイパー
３５ ノズル
４５ キャップ移動装置
４６ 吸引口
ｈ 分離距離

Claims (2)

1. インクを吐出するためのインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドをキャップから相対的に移動するためのヘッド移動装置と、インクジェットヘッドのノズルを覆うためのキャップと、該キャップをインクジェットヘッドに当接分離するためのキャップ移動装置と、インクを吸引排出することが可能な吸引装置を具備し、
   インクとしてカーボンブラック、ペリレン顔料、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料から選んだ色剤と、各種顔料を分散するための分散剤である界面活性剤または高分子分散剤と、インクの乾燥を抑制するための湿潤効果のある保湿剤であるグリセリンまたはジエチレングリコールと、インクの浸透を助けるための浸透剤、耐水性を向上させるための樹脂成分とを含有したものを使用し、印字、吸引回復動作、ワイピングを繰り返すインクジェット記録装置に於いて、
   前記吸引回復動作はキャップをインクジェットヘッドに当接し、インクジェットヘッド内のインクをキャップを介して吸引装置により吸引した後、
   吸引したインクで満たされたキャップを大気連通を行うことなく、０．１ｍｍから０．８ｍｍだけインクジェットヘッドから分離し、吸引装置を作動させキャップ内のインクを排出した後、
   インクジェットヘッドを左右に０．１ｍｍから１．１ｍｍまで６ｃｍ／ｓｅｃないし２０ｃｍ／ｓｅｃの速度で振動させることにより、インクジェットヘッドとキャップ間になお残留しているインクを除去をすることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. インクを吐出するためのインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドをキャップから相対的に移動するためのヘッド移動装置と、インクジェットヘッドのノズルを覆うためのキャップと、該キャップをインクジェットヘッドに当接分離するためのキャップ移動装置と、インクを吸引排出することが可能な吸引装置を具備し、
   インクとしてカーボンブラック、ペリレン顔料、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料から選んだ色剤と、各種顔料を分散するための分散剤である界面活性剤または高分子分散剤と、インクの乾燥を抑制するための湿潤効果のある保湿剤であるグリセリンまたはジエチレングリコールと、インクの浸透を助けるための浸透剤、耐水性を向上させるための樹脂成分とを含有したものを使用し、印字、吸引回復動作、ワイピングを繰り返すインクジェット記録装置に於いて、
   前記吸引回復動作はキャップをインクジェットヘッドに当接し、インクジェットヘッド内のインクをキャップを介して吸引装置により吸引した後、
   吸引したインクで満たされたキャップを大気連通を行うことなく、０．１ｍｍから０．
   ８ｍｍだけインクジェットヘッドから分離し、吸引装置を作動させキャップ内のインクを排出した後、
   インクジェットヘッドまたはキャップを両者が離れる方向に０．１ｍｍから１．１ｍｍまで少なくとも２０ｃｍ／ｓｅｃの相対速度で移動させることにより、インクジェットヘッドとキャップ間になお残留しているインクを除去することを特徴とするインクジェット記録装置。

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